一种热交换效率可控的微通道换热装置

本发明涉及换热装置，具体为一种热交换效率可控的微通道换热装置。

背景技术：

1、微通道换热装置是一种新型高效的换热器，与传统的换热器相比，微通道换热装置不仅比表面积大，且结构也更为紧凑。然而，随着使用环境的不断复杂化，常规的微通道换热装置使用条件受限，无法满足换热装置在复杂多工况下的高效运行需求。

2、在进行热气流降温过程中，由于气体体积输送过程中容易发生波动，从而使输入热量也会产生较大波动，常规的换热装置输出冷量恒定，只有通过被动调节机构预先设置输出冷量，无法根据输入的热量自动调节输入冷量，从而导致热交换效率不可控，影响热交换的效果。

3、热交换就是由于温差而引起的两个流体之间的热量传递过程，一般通过热传导、热对流和热辐射三种来完成。热交换效率一般是指：换热量/换热面积。相较于一般的热量传递过程，微通道换热装置内的换热行程保持固定不变，且换热面积保持恒定，在热量和输出冷量保持不变的情况下，换热效率保持恒定，即单位时间内换热量保持稳定，但是当热气流输入产生波动时，一般热换装置输出冷量仍旧保持恒定，从而使冷热量占比产生变化，形成温度差值，即热交换效率发生波动。

4、此外，常规的微通道换热装置在生产、设计过程中已经确定了整体的冷却行程，为固定行程，无论在进行何种热量的冷却过程中，都会使热气流通过固定的冷却行程，使热气流温度降过标定温度，造成冷却行程过长。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种热交换效率可控的微通道换热装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种热交换效率可控的微通道换热装置，包括支撑装置、调节装置和导流装置，支撑装置和调节装置连接，导流装置和支撑装置连接，支撑装置包括壳体，壳体两侧分别设有分流管和集流管，导流装置包括若干隔板，壳体上设有工作腔，若干隔板依次置于工作腔内，隔板将工作腔分隔成若干换热槽。

4、进一步的，导流装置还包括若干扁管和翅片，扁管和翅片分别置于换热槽内，扁管上设有若干过流道，分流管上设有进气道，进气道末端朝向翅片，翅片呈波浪形；

5、调节装置包括热胀气囊、换热片和开度板，进气道一侧设有感温槽，热胀气囊置于感温槽内，换热片一端插入进气道内，另一端插入热胀气囊内；

6、热胀气囊一端和开度板传动连接，开度板和感温槽滑动连接，感温槽位于进气道和冷却介质进口之间，感温槽和冷却介质进口连通，开度板远离热胀气囊一端插入冷却介质进口内。

7、进一步的，开度板上设有开度槽；

8、增流时，开度板向远离热胀气囊方向滑动，开度槽和冷却介质进口的重叠面积增大。

9、进一步的，导流装置还包括第一基板、第二基板、磁柱和线圈，集流管上设有换向槽，换向槽朝向翅片，第一基板和第二基板紧固连接，第一基板和第二基板一端与换向槽壁面固接，第一基板和第二基板的热膨胀系数不同，磁柱一端和第一基板抵接，集流管上设有检测腔，线圈置于检测腔内，磁柱远离第一基板一端插入检测腔内。

10、进一步的，检测腔位于第一基板上方，第二基板热膨胀系数大于第一基板的热膨胀系数。

11、进一步的，隔板上设有若干泄流口，启闭组件还包括截流板和电磁铁，截流板和电磁铁分别置于泄流口内，泄流口在翅片的对应位置设有通孔，截流板和翅片的通孔滑动连接，若干截流板的重量沿翅片导流方向逐渐减小，截流板上设有穿孔，穿孔位于截流板下层，线圈和电磁铁电连；

12、截流时，截流板的穿孔不穿过翅片上的通孔。

13、作为优化，微通道换热装置还包括若干旁通管，泄流口远离翅片一侧和旁通管间歇导通。

14、作为优化，同个换热槽内的扁管位于翅片上方。

15、作为优化，调节装置还包括若干飞边，若干飞边沿过流道布置。

16、作为优化，飞边倾斜布置，飞边沿过流道内部介质流动方向前端位于高位。

17、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明进气道为折角设置，折角处设有凹槽，使热风在惯性作用下移动到凹槽内，撞击到凹槽壁面后向进气道的出口流动，热风正向流动对撞击反流热风造成阻碍，使凹槽内热风被压缩，换热片一端插入进气道的凹槽内，热胀气囊内充有压缩气体，通过换热片换热，使热胀气囊内的压缩气体膨胀，并推动开度板移动，从而控制冷却介质进口的过流面积，根据进气热量实时调节冷量，保证热交换效率；当热气流进入换向槽后，同时对换向槽内的第一基板和第二基板进行加热，第一基板和第二基板材质不同，相同温升条件下，膨胀率不同，由于第一基板和第二基板之间紧固连接，膨胀率较小的板材伸长程度较小，膨胀率较大的板材伸长程度较大，伸长程度较大的板材被另一块板材限位，从而形成弯曲的弧度，弯曲过程中，带动磁柱沿检测腔移动，使线圈做切割磁感线运动，产生感应电流，截止进入换向槽检测的热气流冷却的行程为预冷行程，在经过相同预冷行程后进行温度监测，温度越高则后续需要冷却的行程越长；当热气流降到预定温度后，电磁铁和线圈电连，电磁铁通电过程中和截流板相向端为同名磁极，在磁场斥力作用下，使截流板沿泄流口伸出，并穿过翅片上的通孔，对热气流进行局部隔断，冷却完成后的热气流直接经由翅片上的通孔，进入泄流口排出，避免进入后续行程，影响气体流通效率，通过截流板重量递减设置，使后续的截流板移动所需磁力逐渐增大，即温度越高，线圈上电流越大，截止位置越靠近冷却行程后端，根据热气流余热自动调节冷却行程长度。

技术特征：

1.一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述微通道换热装置包括支撑装置(1)、调节装置(2)和导流装置(3)，所述支撑装置(1)和调节装置(2)连接，所述导流装置(3)和支撑装置(1)连接，所述支撑装置(1)包括壳体(11)，所述壳体(11)两侧分别设有分流管(12)和集流管(13)，所述导流装置(3)包括若干隔板(34)，所述壳体(11)上设有工作腔(111)，若干所述隔板(34)依次置于工作腔(111)内，隔板(34)将工作腔(111)分隔成若干换热槽。

2.根据权利要求1所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述导流装置(3)还包括若干扁管(31)和翅片(32)，所述扁管(31)和翅片(32)分别置于换热槽内，所述扁管(31)上设有若干过流道，所述分流管(12)上设有进气道(121)，所述进气道(121)末端朝向翅片(32)，所述翅片(32)呈波浪形；

3.根据权利要求2所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述开度板(23)上设有开度槽；

4.根据权利要求3所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述导流装置(3)还包括启闭组件(33)，所述启闭组件(33)包括第一基板(331)、第二基板(332)、磁柱(335)和线圈(336)，所述集流管(13)上设有换向槽(132)，所述换向槽(132)朝向翅片(32)，所述第一基板(331)和第二基板(332)紧固连接，第一基板(331)和第二基板(332)一端与换向槽(132)壁面固接，所述第一基板(331)和第二基板(332)的热膨胀系数不同，所述磁柱(335)一端和第一基板(331)抵接，所述集流管(13)上设有检测腔(131)，所述线圈(336)置于检测腔(131)内，所述磁柱(335)远离第一基板(331)一端插入检测腔(131)内。

5.根据权利要求4所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述检测腔(131)位于第一基板(331)上方，所述第二基板(332)热膨胀系数大于第一基板(331)的热膨胀系数。

6.根据权利要求5所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述隔板(34)上设有若干泄流口(341)，所述启闭组件(33)还包括截流板(333)和电磁铁(334)，所述截流板(333)和电磁铁(334)分别置于泄流口(341)内，所述泄流口(341)在翅片(32)的对应位置设有通孔，所述截流板(333)和翅片(32)的通孔滑动连接，若干所述截流板(333)的重量沿翅片(32)导流方向逐渐减小，所述截流板(333)上设有穿孔，所述穿孔位于截流板(333)下层，所述线圈(336)和电磁铁(334)电连；

7.根据权利要求6所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述微通道换热装置还包括若干旁通管(4)，所述泄流口(341)远离翅片(32)一侧和旁通管(4)间歇导通。

8.根据权利要求7所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：同个所述换热槽内的扁管(31)位于翅片(32)上方。

9.根据权利要求8所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述调节装置(2)还包括若干飞边(24)，若干所述飞边(24)沿过流道布置。

10.根据权利要求9所述的一种热交换效率可控的微通道换热装置，其特征在于：所述飞边(24)倾斜布置，飞边(24)沿过流道内部冷却介质流动方向靠近输出端一侧位于高位。

技术总结
本发明公开了一种热交换效率可控的微通道换热装置，包括支撑装置、调节装置和导流装置，支撑装置和调节装置连接，导流装置和支撑装置连接，支撑装置包括壳体，壳体两侧分别设有分流管和集流管，导流装置包括若干隔板，壳体上设有工作腔，若干隔板依次置于工作腔内，隔板将工作腔分隔成若干换热槽，支撑装置作为主要的承载基础，通过壳体上的工作腔提供换热空间，通过调节装置控制冷却介质输入，从而确保热交换效率可控，通过导流装置分别对热气流和冷却介质进行分层导流，壳体两侧的分流管和集流管对流体介质进行辅助导流，通过隔板将工作腔分成多个换热槽，便于进行多行程换热。

技术研发人员：黄龙,金志江,刘宝庆,钱锦远
受保护的技术使用者：浙江大学温州研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12